JP4062503B2

JP4062503B2 - Corona discharge device and image forming apparatus having the same

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Publication number: JP4062503B2
Application number: JP2002255789A
Authority: JP
Inventors: 敏博太田; 康之石黒; 茂之若田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004093962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極の清掃部材を備えるコロナ放電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機などの電子写真画像を形成する画像形成装置では、電子写真感光体の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像を現像によって可視化し、さらに可視化された画像を記録紙などに転写し定着して記録画像を得ている。画像形成装置の電子写真感光体は、露光によって静電潜像が形成される前に、コロナ放電装置（メインチャージャーともいう）によって一様帯電される。
【０００３】
コロナ放電装置の放電用電極には、従来たとえば直径が８０〜９０μｍのタングステン製の放電ワイヤが用いられてきた。この放電ワイヤを用いる放電装置では、帯電均一性を確保するために大きな電流を必要とするので、放電の際に多量のオゾンを発生させ、オゾンの強い酸化力のために電子写真感光体やコロナ放電装置自体が劣化するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する先行技術の一つが、特開平１−３１２５６３に開示されている。この技術は、コロナ放電装置の電極形状をワイヤに代えて針状に形成するものである。針状電極では、ワイヤ電極の場合に比べて、同一出力を得るための電流値が４分の１程度に減少し、それに伴ってオゾン発生量も４分の１程度に減少する。しかしながら、針状電極を用いた場合、放電を繰返すのに伴い電極先端部にシリコンが付着するという現象が発生する。電極先端部に付着するシリコン量が増加するのに伴って放電が安定しなくなり、放電が不安定な状態で電子写真感光体の帯電に使用し続けると、形成される画像に筋汚れなどの画像むらが形成されるという不良が発生する。
【０００５】
さらに前述のような針状電極におけるシリコン付着の問題を解決する先行技術が、たとえば実開平２−７５６５８および特許３２５９５１５などに開示されている。実開平２−７５６５８に開示される技術は、針状電極にスポンジローラを押し当てながら回転移動させて汚れを取除く（清掃する）ものであり、特許３２５９５１５に開示される技術は、回転可能に支持される一対のローラからなる清掃部材で針状電極を両側から挟みこみ、清掃部材を針状電極に対して相対的に移動させることによって汚れを取除くものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術には以下のような問題がある。実開平２−７５６５８に開示される技術では、スポンジローラが針状電極の先端に引っ掛って破損し、破損時にちぎれたスポンジ片が針状電極の先端に付着して放電を不安定化させたり、スポンジローラの回転移動時に加えられる力によって針状電極の先端部が変形するという問題がある。また特許３２５９５１５に開示される技術では、一対のローラで針状電極を挟み込んで清掃するので、針状電極の先端部にローラが充分に当接せずに針状電極先端部が清掃され得ない場合が起こるという問題があり、さらに針状電極を両側から挟み込むための押圧機構などが必要とされるので、装置が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構成で、電極を損耗させることなく充分に清掃し、安定した放電の継続を可能にするコロナ放電装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。
【０００８】
本発明は、電子写真感光体を帯電させるために用いられるコロナ放電装置において、
複数の先鋭状突起部を有する板状の電極と、
電極に対して相対的に移動可能に設けられ、電極の先鋭状突起部を清掃する薄板状の清掃部材とを含み、
清掃部材は、
弾性を有する弾性体であり、
米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有し、
先鋭状突起部を清掃するとき、先鋭状突起部に対して１０ｇｆ以上３０ｇｆ以下の力で押付けられ、
電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有するように形成された辺が、移動しながら弾性変形して先鋭状突起部に当接して擦過するように構成されることを特徴とするコロナ放電装置である。
また本発明は、電極を含む平面に対する前記傾斜角は、４０〜６０度であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ先鋭状突起部の先端にも充分に当接することができるので、突起部の先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して突起部の先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００１０】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００１１】
また本発明は、前記清掃部材は、複数の部材によって構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００１３】
また本発明は、前記清掃部材を構成する複数の部材は、
前記部材同志が、前記電極に対する相対的移動方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００１５】
また本発明は、前記清掃部材は、比抵抗が１０^１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記絶縁物は、ポリイミドであることを特徴とする。
本発明に従えば、清掃部材は、比抵抗が１０^１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００１９】
また本発明は、前記清掃部材は、前記電極の清掃に使用されない状態にあるとき、前記電極の設けられていない位置に配置されることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００２１】
また本発明は、前記清掃部材は、装置本体外方からの操作によって前記電極に対して相対的に移動されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００２３】
また本発明は、前記電極と前記電子写真感光体との間に設けられるグリッドと、
前記グリッドに対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に前記グリッドを擦過することによって前記グリッドを清掃するグリッド清掃部材とをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００２５】
また本発明は、前記清掃部材と前記グリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００２７】
また本発明は、前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を帯電器として備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
本発明に従えば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は図１に示すコロナ放電装置１の正面図であり、図３は図１に示すコロナ放電装置１の側面図であり、図４は図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【００３０】
図４に示す画像形成装置２は本発明のもう一つの実施の形態であり、ここでは画像形成装置の一つである複写機２について例示する。まず図４を参照してコロナ放電装置１が備えられる複写機２の構成と動作について説明する。複写機２は、原稿送給部３と、画像読取部４と、給紙部５と、画像形成部６と、定着部７とを含む構成である。
【００３１】
原稿送給部３は、複写されるべき原稿を送給する両面自動原稿送り装置８（略称ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）と、ＲＡＤＦ８から送給された原稿が予め定められる位置に載置される原稿台９と、原稿受けトレイ１０とを含む。ＲＡＤＦ８は、原稿台９に対して所定の位置関係を有するとともに開閉可能な状態で支持される。ＲＡＤＦ８は、原稿の一方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を送給し、一方の面の画像読取りが終了すると、他方の面が原稿台９の予め定められる位置であって画像読取部４に対向する位置に載置されるように原稿を反転送給し、他方の面の画像読取りが終了すると、原稿を原稿受けトレイ１０へ排出する。このような原稿の送給および表裏反転動作は、複写機２の全体動作に関連して制御される。なお原稿の一方の面のみを複写する場合には、原稿の反転送給は実行されない。
【００３２】
画像読取部４は、原稿台９の下方に配置され、ＲＡＤＦ８によって原稿台９に送給された原稿の画像を読取る動作を行い、原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２走査ユニット１１，１２と、光学レンズ１３と、光電変換素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ１４とを含む。
【００３３】
第１走査ユニット１１は、読取るべき原稿画像表面を露光する露光ランプ１５と、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向する第１ミラー１６とを備え、原稿台９の下面に対して一定の距離を保ちながら予め定められる走査速度で往復移動する。第２走査ユニット１２は、第１走査ユニット１１の第１ミラー１６によって偏向された反射光像をさらに所定の方向に偏向する第２および第３ミラー１７，１８とを備え、第１走査ユニット１１と一定の速度関係を保って原稿台９の下面に沿って平行に往復移動する。
【００３４】
光学レンズ１３は、第２走査ユニット１２の第３ミラー１８によって偏向された反射光像を縮小し、ＣＣＤラインセンサ１４の予め定められる位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ１４は、白黒画像またはカラー画像を読取り、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインカラーＣＣＤであり、光学レンズ１３によって結像された反射光像を順次光電変換して電気信号を出力する。ＣＣＤラインセンサ１４から電気信号として出力される原稿画像情報は画像形成部６に入力される。
【００３５】
給紙部５は、複写機２の最下部に配置され、記録媒体である記録紙Ｐを積載収容する用紙トレイ１９と、用紙トレイ１９内の記録紙Ｐを１枚ずつ分離送給する分離ローラ２０および給紙ローラ２１とを含み、画像形成部６に対して記録媒体である記録紙Ｐを供給する。給紙部５から１枚ずつ分離供給される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの搬送経路各所に設けられる搬送ローラ２２によって画像形成部６の手前まで搬送され、画像形成部６の手前に設けられる一対のレジストローラ２３によって給紙タイミングが制御されて画像形成部６に供給される。
【００３６】
画像形成部６は、画像読取部４と給紙部５との間に配置され、レーザビームスキャナユニット２４と、画像形成ステーション２５と、転写搬送ベルト機構２６とを含む。転写搬送ベルト機構２６は、画像形成部６の下部に配置され、駆動ローラ２７と、従動ローラ２８と、駆動ローラ２７と従動ローラ２８とに張架される無端ベルト２９と、無端ベルト２９表面を帯電させて記録紙Ｐを吸着させるための吸着用帯電器３０と、無端ベルト２９に吸着されている記録紙Ｐを剥離するための除電器３１とを備える。
【００３７】
無端ベルト２９は、駆動ローラ２７の軸線まわりの回転によって矢符３２方向に駆動する。レジストローラ２３によってタイミング制御されて供給される記録紙Ｐは、吸着用帯電器３０によって表面の帯電された無端ベルト２９に静電吸着され、前述の矢符３２方向に搬送される。記録紙Ｐには、無端ベルト２９によって矢符３２方向に搬送される過程において画像が転写され、画像の転写された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へと搬送される。レジストローラ２３による給紙のタイミング制御は、記録紙Ｐの搬送方向先端部が搬送経路内に設けられる図示しないセンサによって検知され、このセンサの検知出力に応じて実行される。
【００３８】
複写機２は、カラー複写機であるので、レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、黒色，シアン色，マゼンタ色およびイエロー色の各色に対応して４組が設けられる。各レーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５は、現像に用いられるトナーの色が、黒色，シアン色，マゼンタ色，イエロー色に異なること、および画像原稿情報のうち黒色成分像に対応する画素信号，シアン色成分像に対応する画素信号，マゼンタ色成分像に対応する画素信号，イエロー色成分像に対応する画素信号が、それぞれ入力されること以外は構成を同じくするので、黒色のレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を代表例として説明し、他については説明を省略する。なお、各色に対応するレーザビームスキャナユニット２４および画像形成ステーション２５を個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｂ（黒色），ｃ（シアン色），ｍ（マゼンタ色），ｙ（イエロー色）を付して表す。
【００３９】
図５は、黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。レーザビームスキャナユニット２４ｂは、画像読取部４から入力される画像原稿情報に応じて変調されたドット光を発光する図示しない半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるポリゴンミラー３３ｂと、ポリゴンミラー３３ｂによって偏向されたレーザビームを電子写真感光体４０ｂ（以後、単に感光体と呼ぶ）の表面に結像させるｆθレンズ３４ｂ，３５ｂと、反射ミラー３６ｂ，３７ｂ，３８ｂとを備える。反射ミラー３８ｂで反射されたレーザビームは、画像形成ステーション２５ｂの感光体４０ｂ表面を露光し、静電潜像を形成する。
【００４０】
画像形成ステーション２５ｂは、軸線３９ｂまわりに矢符Ｆ方向に回転自在に支持される感光体４０ｂと、感光体４０ｂの円周面に沿って配置される以下の機器、すなわち前述のレーザビームで露光される前に感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる帯電器４１ｂと、レーザビームスキャナユニット２４ｂから出力されるレーザビームの露光によって感光体４０ｂの表面に形成される静電潜像を現像して可視化する現像器４２ｂと、無端ベルト２９を介して感光体４０ｂに対向して設けられ現像された画像を無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写させる転写用放電器４３ｂと、静電潜像の現像処理後に感光体４０ｂの表面に残留するトナーを除去回収するクリーニングユニット４４ｂとを備える。帯電器４１ｂ，現像器４２ｂ，転写用放電器４３ｂおよびクリーニングユニット４４ｂは、矢符Ｆで示す回転方向の上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。
【００４１】
帯電器４１ｂには、本発明のコロナ放電装置１が用いられる。帯電器４１ｂは、放電によって感光体４０ｂの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体４０ｂの表面が、画像原稿情報に応じたレーザビームスキャナユニット２４ｂからのレーザビームによって露光され、露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて静電潜像が形成される。
【００４２】
現像器４２ｂは、感光体４０ｂに対向して設けられる現像ローラ４５ｂと、現像ローラ４５ｂにトナーを含む現像剤を供給する現像剤搬送ローラ４６ｂと、現像ローラ４５ｂおよび現像剤搬送ローラ４６ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を収容するケーシング４７ｂとを備える。現像器４２ｂの現像ローラ４５ｂから、静電潜像の形成された感光体４０ｂの表面に現像剤が供給されることによって静電潜像が現像されて可視化される。可視化された画像は、前述のように転写用放電器４３ｂによって無端ベルト２９上の記録紙Ｐに転写される。
【００４３】
再び図４に戻って、黒色の画像が転写された記録紙Ｐには、無端ベルト２９に吸着されたまま矢符３２方向に搬送され、搬送方向上流側から下流側に向って以下の順に設けられるシアン色，マゼンタ色，イエロー色のレーザビームスキャナユニット２４ｃ，２４ｍ，２４ｙおよび画像形成ステーション２５ｃ，２５ｍ，２５ｙを通過する際に、シアン色，マゼンタ色，イエロー色の画像が、前述の黒色画像の場合と同様にして順次転写される。このようにして記録紙Ｐにフルカラー画像が形成される。フルカラー画像の形成された記録紙Ｐは、除電器３１によって無端ベルト２９から剥離されて定着部７へ送給される。
【００４４】
定着部７は、図示しない加熱手段を備える加熱ローラ４８と、加熱ローラ４８に対向して設けられ加熱ローラ４８に押圧されて当接部いわゆるニップ部５０を形成する加圧ローラ４９とを備える。定着部７に供給された記録紙Ｐは、ニップ部５０を通過する際に加熱および加圧され、記録紙Ｐ上の現像剤が定着されて堅牢な画像となる。
【００４５】
定着部７によって定着された記録紙Ｐは、一方の表面だけに画像形成する場合または一方の表面の画像形成を終えた後反転されて他方の表面に画像形成する場合、切換ゲート５１の動作によってその上方へ送給され、さらに排出ローラ５２によって排紙トレイ５３へ排出される。なお、記録紙Ｐの一方の表面に画像形成した後、さらに続けて他方の表面に画像形成する場合、記録紙Ｐは、切換ゲート５１の動作によってその下方に送給され、スイッチバック搬送経路５４を経て表裏反転された後、再度画像形成部６へ搬送される。画像形成部６へ送給された記録紙Ｐには、前述と同様にして画像形成される。
【００４６】
図１〜図３に戻って、複写機２の帯電器４１として設けられるコロナ放電装置１について説明する。コロナ放電装置１は、複数の先鋭状突起部６８を有する板状の電極６１（以後、針状電極と呼ぶ）と、針状電極６１を保持する保持部材６２と、針状電極６１に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に針状電極６１を擦過することによって針状電極６１の表面を清掃する２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂと、清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４と、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を移動させる移動用部材６５と、針状電極６１，保持部材６２，清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４を収容するシールドケース６６とを含む構成である。このコロナ放電装置１は、複写機２において、感光体４０を臨み感光体４０の長手方向に沿って配置される。
【００４７】
針状電極６１は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部６７と平板部６７の長手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状の突起部６８とによって構成される。針状電極６１の寸法について例示すると、平板部６７の短手方向の長さＬ２は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の突出方向の長さＬ３は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部６８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部６８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００４８】
針状電極６１を保持する保持部材６２は、針状電極６１と同様に一方向に長く延び、長手方向に直交する断面が逆Ｔ字状の部材であり、たとえば樹脂製である。針状電極６１は、その長手方向の両端部付近において、保持部材６２の突出部分の一側面に、ねじ部材６９によってねじ止めされている。この針状電極６１には、前述の感光体４０を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加されている。
【００４９】
清掃部材６３ａ，６３ｂは、樹脂または金属からなり、平面投影図で略Ｔ字状の形状を有する薄板部材である。さらに清掃部材６３ａ，６３ｂは、Ｔ字状の突出（脚）部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされていることを特徴とする。この清掃部材６３ａ，６３ｂは、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さが、Ｍスケールで１１５以上を有する弾性体である。また清掃部材６３ａ，６３ｂは、比抵抗：１０^１３Ωｃｍ以上の絶縁性を有することが好ましく、たとえばポリイミドなどが好適である。
【００５０】
ロックウェル硬さが１１５未満では、軟質にすぎるので、針状電極６１に当接させて擦過するとき、清掃部材が不所望に変形し過ぎて清掃効果を得ることができない。清掃部材６３ａ，６３ｂの硬さが高くても特に機能上の問題が現出しないので上限を設ける必要がないけれども、ＡＳＴＭ規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さＭスケールの上限値が１３０であるので、あえて上限を設けるとすれば１３０となる。
【００５１】
比抵抗が、１０^１３Ωｃｍ未満であっても本発明における所望の効果を得ることができるけれども、清掃部材６３ａ，６３ｂに比抵抗１０^１３Ωｃｍ以上の絶縁物を用いることによって、針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂを通じて電圧がリークすることを防止できるので、コロナ放電装置１やコロナ放電装置１の設けられる複写機２の破損等の怖れが無くなる。
【００５２】
清掃部材６３ａ，６３ｂを支持する支持部材６４は、逆Ｌ字状の形状を有する部材である。Ｔ字状を有する清掃部材６３ａ，６３ｂの腕部分が、支持部材６４の梁状部分に装着される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂは、針状電極６１に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ１を有するように設けられる。間隔Ｌ１は、一方の清掃部材６３ａが針状電極６１に当接して変形しているとき、他方の清掃部材６３ｂが、変形している一方の清掃部材６３ａに当ることのない距離に選ばれ、装着される支持部材６４の梁状部分の厚みで調整することができる。
【００５３】
この間隔Ｌ１の好適な値は、清掃部材に用いられる素材の材質が異なると、その変形状態も異なるので、清掃部材として用いる素材の変形状態を事前に試験することによって定めることが望ましい。清掃部材６３ａ，６３ｂが、たとえば厚み：０．１ｍｍのポリイミドからなるとき、間隔Ｌ１は２ｍｍに選定される。２枚の清掃部材６３ａ，６３ｂに前述の間隔Ｌ１を設けることによって、一方の清掃部材６３ａが、針状電極６１を擦過している間中、他方の清掃部材６３ｂによってその変形を阻害されることなく好適範囲の押圧力を維持できるので、針状電極６１の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００５４】
また、清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述のＴ字状の突出部分先端における一方のコーナーが斜めにカットされて形成される辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を擦過する辺になるように支持部材６４に装着される。このことによって、清掃部材６３ａ，６３ｂの針状電極６１を擦過する前述の辺７０ａ，７０ｂは、針状電極６１を含む平面に対して傾斜角θを有するように設けられることになる。
【００５５】
このように、清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂが、針状電極６１を含む平面と傾斜角θを有するように設けられることによって、たとえば清掃部材６３ａが針状電極６１に当接し始めるとき、まず突起部６８の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材６３ａが針状電極６１に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材６３ａの弾性変形が進み突起部６８の先端部に当接するようになる。本実施の形態では、清掃部材６３ａまたは６３ｂは、突起部６８の先端から基底部寄りに０．５〜１．５ｍｍの位置に当接し始めるように設定される。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂは、突起部６８の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部６８の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
【００５６】
清掃部材６３ａ，６３ｂの辺７０ａ，７０ｂと、針状電極６１を含む面との成す傾斜角θは、４０〜６０度であることが好ましく、傾斜角θをこの範囲に設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができた。また清掃部材を２枚で構成することによって、２枚のうち少なくともいずれか一方が確実に針状電極６１に当接するような設定を容易に実現することができる。したがって、清掃部材６３ａ，６３ｂおよび支持部材６４の寸法精度にある程度許容範囲を持たせることが可能であり、部材の加工費用を削減することができる。
【００５７】
シールドケース６６は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有するとともに、前述の感光体４０を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース６６は、針状電極６１と同一方向に長く延び、長手方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状を有する。シールドケース６６の底面７１に前述の保持部材６２が装着される。シールドケース６６の内側面７２と保持部材６２とによって形成される溝部７３に、支持部材６４の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００５８】
支持部材６４の柱状部分には、針状電極６１の延びる方向と平行に貫通孔７４が形成され、貫通孔７４を挿通して移動用部材６５が設けられる。移動用部材６５は、貫通孔７４に挿通されている部位で支持部材６４に固定されるので、移動用部材６５を針状電極６１の延びる方向に牽引することによって、支持部材６４は、溝部７３に対して摺動し、かつ溝部７３に案内されて針状電極６１の延びる方向に移動することができる。すなわち、支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂが、針状電極６１の延びる方向に移動するので、前述のように清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて擦過することができる。
【００５９】
移動用部材６５は、糸状またはワイヤ状の部材であり、シールドケース６６に形成される孔または隙間からシールドケース６６の外方に延び、シールドケース６６の外面または複写機２の機体に設けられる滑車７５ａ，７５ｂを介してその端部が垂下される。なお、滑車７５ａ，７５ｂと移動用部材６５の端部は、図１および図３では省略されている。移動用部材６５の端部は、複写機２の機体外方にまで延長され、コロナ放電装置１を複写機２から取外すことなくまた複写機２を開放することなく、針状電極６１の清掃を実施できるようにすることが好ましい。
【００６０】
移動用部材６５を牽引することによって清掃部材６３ａ，６３ｂを針状電極６１に当接させて清掃するとき、針状電極６１に対する清掃部材６３ａ，６３ｂの押圧力は、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下になるように調整される。この押圧力の調整は、たとえば以下のようにして行うことができる。
【００６１】
種々の重量の錘を準備し、各錘の重量を移動用部材６５の一方の端部にそれぞれ吊下げた状態で、清掃部材６３ａまたは６３ｂにばね秤などを接続し、清掃部材６３ａまたは６３ｂに負荷される力を測定する。この力が、１０ｇｆ〜３０ｇｆの範囲になるような錘を予め選定しておき、針状電極６１を清掃するに際して、予め選定した錘を移動用部材６５の端部に吊下げることによって、所望の押圧力で清掃することができる。また移動用部材６５の端部に予め回転トルクを調整した電動機を接続し、所望の押圧力を得るようにしてもよい。
【００６２】
押圧力が、１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下に限定される理由は、以下のようである。押圧力が１０ｇｆ未満では、針状電極６１の付着物を充分に除去することができず、押圧力が３０ｇｆを超えると、針状電極６１の突起部６８の先端が変形破損する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態のコロナ放電装置８１は、実施の第１形態のコロナ放電装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。コロナ放電装置８１において注目すべきは、針状電極６１が、保持部材６２の長手方向の長さに比べて短くなるように形成されるので、保持部材６２の長手方向の一端部または両端部には、針状電極６１の設けられていない部分８２（以後、退避部８２と呼ぶ）の形成されることである。
【００６４】
この退避部８２には、針状電極６１の清掃に使用されない状態、すなわち感光体４０を帯電するべくコロナ放電装置８１が動作状態にあるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが配置収容される。このように、針状電極６１の清掃に使用されない状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂは、前述の退避部８２に配置収容される（以後、この配置収容されている状態を退避状態と呼ぶ）ので、清掃時と清掃しない時とで清掃部材６３ａ，６３ｂを装置に着脱するという繁雑さが解消される。
【００６５】
また清掃部材６３ａ，６３ｂが導電性素材で形成されている場合、コロナ放電の際に針状電極６１から清掃部材６３ａ，６３ｂへの放電、さらに清掃部材６３ａ，６３ｂからの２次放電による感光体４０または複写機２の破損および電磁波の発生を防止するために、退避状態にある清掃部材６３ａ，６３ｂと針状電極６１との離隔距離を５ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００６６】
なお清掃部材６３ａ，６３ｂが絶縁性素材で形成されている場合、前述のような退避部８２を形成する必要はないけれども、退避状態において清掃部材６３ａ，６３ｂが常に突起部６８に当接して機械的な変形を受けることを回避するために、少なくとも突起部６８を形成せず、平板部６７のみとする退避部の設けられることが好ましい。
【００６７】
図７は本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図であり、図８は図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。本実施の形態のコロナ放電装置８５は、実施の第２形態のコロナ放電装置８１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６８】
コロナ放電装置８５には、感光体４０の帯電均一性を向上させるためのグリッド８６が、針状電極６１と感光体４０との間に設けられ、さらにグリッド８６に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時にグリッド８６を擦過することによってグリッド８６を清掃するグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが備えられる。
【００６９】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、前述の支持部材６４に支持される清掃部材６３ａ，６３ｂをグリッド８６の方向に延長し、グリッド８６を臨むその先端部を鋸歯状に加工することによって実現される。このグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが支持部材６４からグリッド８６へ向う方向に延びる長さは、鋸歯状に加工された先端部がグリッド８６に０．１ｍｍ程度食込むように設定される。なお、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂと同一素材で形成されることに限定されない。清掃部材６３ａ，６３ｂの素材とは異なり、たとえばモケットまたは毛ブラシなどで形成されたものを、支持部材６４に支持させてもよい。
【００７０】
グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂは、清掃部材６３ａ，６３ｂとともに支持部材６４に支持されるので、移動用部材６５を操作して支持部材６４を針状電極６１に対して相対的に移動させるとき、清掃部材６３ａ，６３ｂが針状電極６１を擦過して清掃し、同時にグリッド清掃部材８７ａ，８７ｂが、グリッド８６を擦過して清掃する。このようにして、グリッド８６に付着した飛散トナーなどが、グリッド清掃部材８７ａ，８７ｂによって除去されるので、放電安定性および帯電均一性が一層向上する。
【００７１】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。
【００７２】
本発明の実施の第１形態のコロナ放電装置１を備える複写機２を準備し、清掃試験を実施した。ただし、コロナ放電装置１には、それぞれ異なる材料で形成された清掃部材６３ａ，６３ｂが装着される４種類のものを準備した。コロナ放電装置１に用いられた清掃部材の材料は、厚み：０．１ｍｍからなるポリサルフォン，ポリイミドＡ，ポリイミドＢおよびステンレス鋼（略称ＳＵＳ）の４種類である。ここで、前述の４種類の材料は、表面のロックウェル硬さおよび比抵抗がそれぞれ異なる。各材料のロックウェル硬さと比抵抗を合わせて表１に示す。
【００７３】
清掃試験は、次のように実施した。コロナ放電装置１の針状電極６１に電圧を印加し、電流値がマイナス（−）６００μＡになるように定電流制御しながら連続１２０時間エージングさせて針状電極６１にシリコン等を付着させた。ここで１２０時間のエージングとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｐ０１３８に規定される紙寸法であるＡ４サイズの記録紙２０万枚に画像を複写することである。
【００７４】
１２０時間のエージング後、４種類の材料からなる清掃部材がそれぞれ装着されたコロナ放電装置１において、針状電極の延びる方向に清掃部材を１往復させて清掃した。この清掃部材を１往復させる際、針状電極に対する押圧力を、８，１０，３０および３５ｇｆの４段階に変化させた。清掃後、針状電極に電圧を印加し電流値が−６００μＡで、サンプル画像を１枚の記録紙に複写した。複写されたサンプル画像を目視観察して、画像のノイズランクを評価した。また清掃前後における針状電極の目視観察によって、削れ物の針先への付着，針先曲りおよび付着物清掃性を評価した。以下評価指標について説明する。
（ａ）ノイズランク：画像に現れたノイズの程度を評価する指標である。サンプル画像を目視観察し、画像むらのないものを良（○）と評価し、画像むらの発生したものを不良（×）と評価した。
（ｂ）削れ物の針先への付着：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過する際に、清掃部材が削られて針状電極の突起部先端（針先と称する）に付着しているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。削れ物の針先への付着が無い場合を良（○）、針先への付着が発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｃ）針先曲り：清掃部材を針状電極に対して当接させて擦過することによって、針状電極突起部先端である針先に変形が発生したか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。針先曲りの無い場合を良（○）、針先曲りの発生した場合を不良（×）と評価した。
（ｄ）付着物清掃性：清掃部材によって針状電極を清掃した後、針状電極の付着物が除去されているか否かを、拡大投影機によって清掃前後の針状電極を目視観察して判定した。付着物が除去された場合を良（○）、付着物が充分除去されていない場合を不良（×）と評価した。
【００７５】
清掃試験による評価結果を表１に合わせて示す。表１に示すように、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足するのは、ロックウェル硬さで１１５以上を有するポリイミドＢおよびＳＵＳからなる清掃部材が、押圧力１０ｇｆ以上，３０ｇｆ以下の範囲で針状電極に当接される場合である。
【００７６】
清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５未満では、針状電極に対する押圧力を変化させてもノイズランクが不良であり、また削れ物が針先に付着する。清掃部材の表面硬さがロックウェル硬さで１１５以上であっても、押圧力が１０ｇｆ未満では、ノイズランクと付着物清掃性とが不良であり、押圧力が３０ｇｆを超えると、ノイズランクと針先曲りが不良になる。
【００７７】
比抵抗が１０^１３Ωｃｍの絶縁性材料であるポリイミドＢ、および比抵抗が７×１０^−５Ωｃｍの導電性材料であるＳＵＳのいずれであっても、針状電極に対する押圧力を適正範囲である１０〜３０ｇｆとすることによって、各評価指標のすべてにおいて評価良（○）を満足する。しかしながら、絶縁性材料であるポリイミドＢは、コロナを照射しても化学変化を起こさず、低分子成分が放出されず、また清掃部材からの２次放電の怖れも無いので、清掃部材の材料としてより好適である。
【００７８】
【表１】

【００７９】
以上に述べたように本実施の形態では、画像形成装置は、複写機２であるけれども、これに限定されることなく、コンピュータなどから与えられる画像情報に応じて画像形成するレーザプリンタなどであってもよい。またレーザビームスキャナユニット２４によってレーザビームを走査して感光体４０を露光し、感光体４０への画像情報の光書込みを行うけれども、これに限定されることなく、レーザビームスキャナユニット２４の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと結像レンズとからなるＬＥＤヘッドを書込み光学系として用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザビームスキャナユニットに比べて、寸法が小さく、また可動部分が無く無音なので、複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置に好適に用いることができる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、先鋭状突起部を有する電極に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に電極を擦過することによって電極の表面を清掃する清掃部材は、好適範囲の硬さを有する弾性体で形成されるとともに、電極を擦過する際に好適範囲の力で押圧されることによって、適度に弾性変形しつつ電極の突起部にも充分に当接することができるので、電極の突起部先端を変形損傷させることなく汚れを充分に取除くことができる。また清掃部材が好適範囲の硬さを有するので、電極を擦過する際、逆に清掃部材が損耗して電極の突起部先端に付着することもない。このような清掃部材を用いて電極を清掃することによって、電極の先鋭状突起部を清浄に保つことができるので、放電むら発生を防止することができ、また放電むらに起因する画像不良の発生を防止することができる。
【００８１】
また、清掃部材を好適範囲の硬さを有する弾性体で形成し、電極に対する清掃部材の押付け力を好適範囲に選択することによって、清掃部材を電極に対して相対的に移動させて擦過させるという簡単な構成で放電安定性に優れるコロナ放電装置を実現することができる。
また、清掃部材の電極を擦過する辺は、電極を含む平面に対し、清掃部材が移動する方向からみたときに傾斜角を有する。このことによって、清掃部材が電極に当接し始めるとき、まず突起部の基底部寄りの位置に当接し、次いで清掃部材が電極に対して相対的に移動するのに伴って、清掃部材の弾性変形が進み突起部の先端部に当接するようになる。清掃部材を電極に対して相対的に移動させるとき、清掃部材は、突起部の先端部にとどまらず、先端部から基底部方向にある程度の距離まで広い範囲を擦過して清掃することができるので、突起部の先端部のみを擦過して清掃する場合に比べて、次に電極を清掃する機会までの時間間隔を長く、すなわち清掃頻度を少なくすることができる。
また、電極を含む平面に対する前記傾斜角が４０〜６０度となるように設定することによって、清掃作業を実施する時間間隔を約２倍に延長することができる。
【００８２】
また本発明によれば、清掃部材は、複数の部材によって構成される。このことによって、電極の突起部は、複数の清掃部材によって擦過されて清掃されるので、汚れは確実に取除かれて放電安定性が一層向上する。
【００８３】
また本発明によれば、複数の清掃部材のうち互いに隣接する一方の清掃部材が、電極に当接して弾性変形するに際し、他方の清掃部材が、前記一方の清掃部材の弾性変形を妨げることのないような間隔Ｌ１を有するように設けられる。このことによって、前記一方の清掃部材は、電極を擦過している間中好適範囲の押圧力を維持できるので、電極の突起部を変形損傷させることなく充分に清掃することができる。
【００８４】
また本発明によれば、清掃部材は、比抵抗が１０^１３Ωｃｍ以上を有する絶縁物からなり、好ましくは絶縁物がポリイミドである。清掃部材が、ポリイミドのような比抵抗の大きい絶縁物で形成されることによって、清掃部材を通じて電圧のリークすることがなくなるので、コロナ放電装置やコロナ放電装置の設けられる画像形成装置の破損等を防止することができる。
【００８６】
また本発明によれば、電極清掃に使用されない状態にある清掃部材は、電極の設けられていない位置に配置される。このことによって、電極清掃時に清掃部材を装置に装着し、電極を清掃しない時に清掃部材を装置から離脱させるという繁雑さが解消される。
【００８７】
また本発明によれば、清掃部材は、装置本体外方からの操作によって電極に対して相対的に移動可能に構成される。このことによって、電極を清掃する都度、コロナ放電装置を画像形成装置から取出し、電極を露出させて清掃するという繁雑さが解消され、電極の清掃作業が極めて容易になる。またコロナ放電装置を画像形成装置から取出すことなくその電極を清掃することができるので、取出しによってコロナ放電装置を他の部品に打ち付けたりして破損させることを防止できる。
【００８８】
また本発明によれば、電極と電子写真感光体との間に帯電均一性を向上させるためのグリッドが設けられ、このグリッドも飛散トナー等で汚れることがあるので、グリッドに対して相対的に移動可能であり、移動時にグリッドを擦過することによって清掃するグリッド清掃部材が設けられてもよい。このことによって、放電安定性および帯電均一性に優れるコロナ放電装置が実現される。
【００８９】
また本発明によれば、清掃部材とグリッド清掃部材とが、単一部品に一体化されるので、１つの動作で電極とグリッドとの両方を清掃することができる。また、部品点数が削減されるので、組立作業効率を向上することができる。
【００９０】
また本発明によれば、画像形成装置は、帯電器に前記いずれか一つに記載のコロナ放電装置を備える。このように、放電安定性に優れるコロナ放電装置を帯電器として備えるので、放電むらに起因する筋汚れや画像むらが無く画質の良好な画像を安定して形成することのできる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるコロナ放電装置１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１に示すコロナ放電装置１の正面図である。
【図３】図１に示すコロナ放電装置１の側面図である。
【図４】図１に示すコロナ放電装置１を備える画像形成装置２の構成を示す概略断面図である。
【図５】黒色画像形成用レーザビームスキャナユニット２４ｂおよび画像形成ステーション２５ｂの構成を示す拡大図である。
【図６】本発明の実施の第２形態であるコロナ放電装置８１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の第３形態であるコロナ放電装置８５の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図８】図７に示すコロナ放電装置８５の正面図である。
【符号の説明】
１，８１，８５コロナ放電装置
２複写機
３原稿送給部
４画像読取部
５給紙部
６画像形成部
７定着部
６１針状電極
６２保持部材
６３清掃部材
６４支持部材
６５移動用部材
６６シールドケース
８２退避部
８６グリッド
８７グリッド清掃部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a corona discharge device including an electrode cleaning member.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus for forming an electrophotographic image such as a copying machine, an electrostatic latent image is formed on the surface of an electrophotographic photosensitive member, the electrostatic latent image is visualized by development, and the visualized image is further recorded on a recording paper or the like. The recorded image is obtained by transferring and fixing the toner. The electrophotographic photosensitive member of the image forming apparatus is uniformly charged by a corona discharge device (also called a main charger) before an electrostatic latent image is formed by exposure.
[0003]
Conventionally, for example, a tungsten discharge wire having a diameter of 80 to 90 μm has been used as a discharge electrode of a corona discharge device. Since a discharge device using this discharge wire requires a large current to ensure charging uniformity, a large amount of ozone is generated at the time of discharge, and an electrophotographic photosensitive member or corona is used for the strong oxidizing power of ozone. There was a problem that the discharge device itself deteriorated.
[0004]
One prior art for solving such a problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-312563. In this technique, the electrode shape of the corona discharge device is changed to a needle shape instead of a wire. In the needle-like electrode, the current value for obtaining the same output is reduced to about a quarter, and accordingly, the amount of ozone generated is also reduced to about a quarter. However, when a needle-like electrode is used, a phenomenon occurs in which silicon adheres to the electrode tip as the discharge is repeated. As the amount of silicon adhering to the tip of the electrode increases, the discharge becomes unstable, and if it continues to be used for charging an electrophotographic photosensitive member with an unstable discharge, an image such as streak stains will appear on the formed image The defect that unevenness is formed occurs.
[0005]
Further, prior art for solving the problem of silicon adhesion in the needle electrode as described above is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-75658 and Japanese Patent No. 3259515. The technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 2-75658 is to remove (clean) dirt by rotating and moving a sponge roller against a needle-like electrode. The technique disclosed in Japanese Patent No. 3259515 is rotatable. The needle-shaped electrode is sandwiched from both sides by a cleaning member made up of a pair of rollers that are supported, and dirt is removed by moving the cleaning member relative to the needle-shaped electrode.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described prior art has the following problems. In the technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 2-75658, the sponge roller is caught by the tip of the needle electrode and is damaged, and a sponge piece torn off at the time of damage adheres to the tip of the needle electrode and destabilizes the discharge There is a problem that the tip of the needle electrode is deformed by the force applied when the sponge roller rotates. In the technique disclosed in Japanese Patent No. 3259515, since the needle-like electrode is sandwiched and cleaned by a pair of rollers, the tip of the needle-like electrode cannot be cleaned without sufficiently contacting the tip of the needle-like electrode. There is a problem that a case may occur, and further, a pressing mechanism for sandwiching the needle-like electrode from both sides is required, so that there is a problem that the apparatus becomes complicated.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a corona discharge device and an image forming apparatus including the corona discharge device that can be cleaned sufficiently without damaging the electrodes with a simple structure and can continue stable discharge.
[0008]
The present invention relates to a corona discharge device used for charging an electrophotographic photosensitive member.
A plate-like electrode having a plurality of sharp projections;
A thin plate-like cleaning member that is provided so as to be movable relative to the electrode, and that cleans the sharp projection of the electrode,
Cleaning member
An elastic body having elasticity,
Rockwell hardness as defined in American Society for Testing and Materials (ASTM) standard D785 has a M scale of 115 or higher,
When cleaning the sharp projection, it is pressed against the sharp projection with a force of 10 gf to 30 gf,
For the plane containing the electrodes When the cleaning member is viewed from the moving direction The corona discharge device is characterized in that a side formed to have an inclination angle is configured to be elastically deformed while moving and to be abutted against an acute-shaped protrusion and rubbed.
Further, the present invention is characterized in that the inclination angle with respect to a plane including the electrodes is 40 to 60 degrees.
[0009]
According to the present invention, the cleaning member that is provided so as to be relatively movable with respect to the electrode having the sharp protrusion and that cleans the surface of the electrode by rubbing the electrode during the movement has a hardness in a suitable range. Since it is formed of an elastic body and is pressed with a force within a suitable range when rubbing the electrode, it can sufficiently abut against the tip of the sharp projection while being appropriately elastically deformed. Dirt can be sufficiently removed without deforming and damaging the tip of the wire. Further, since the cleaning member has a hardness within a preferable range, when the electrode is scraped, the cleaning member is not worn and does not adhere to the tip of the protrusion. By cleaning the electrode using such a cleaning member, the sharp projections of the electrode can be kept clean, so that it is possible to prevent the occurrence of discharge unevenness and the occurrence of image defects due to discharge unevenness. Can be prevented.
[0010]
In addition, the cleaning member is formed of an elastic body having a hardness within a suitable range, and the pressing force of the cleaning member against the electrode is selected within the preferred range, whereby the cleaning member is moved relative to the electrode to be rubbed. A corona discharge device having a simple configuration and excellent discharge stability can be realized.
Also, the side where the electrode of the cleaning member is scratched is against the plane containing the electrode. When the cleaning member is viewed from the moving direction Has an inclination angle. As a result, when the cleaning member starts to contact the electrode, it first contacts the position near the base of the protrusion, and then the elastic deformation of the cleaning member as the cleaning member moves relative to the electrode. Advances and comes into contact with the tip of the protrusion. When the cleaning member is moved relative to the electrode, the cleaning member does not stop at the tip of the protrusion, but can be cleaned by rubbing a wide range from the tip to the base part to a certain distance. The time interval until the next opportunity to clean the electrode can be increased, that is, the frequency of cleaning can be reduced, compared to the case where only the tip of the protrusion is rubbed and cleaned.
Moreover, the time interval which implements a cleaning operation | work can be extended about twice by setting so that the said inclination | tilt angle with respect to the plane containing an electrode may be 40-60 degrees.
[0011]
In the invention, it is preferable that the cleaning member includes a plurality of members.
[0012]
According to the present invention, the cleaning member is constituted by a plurality of members. As a result, the protruding portion of the electrode is scraped and cleaned by the plurality of cleaning members, so that the dirt is reliably removed and the discharge stability is further improved.
[0013]
Moreover, the present invention provides a plurality of members constituting the cleaning member,
The members are provided so as to have a predetermined interval L1 with respect to a relative movement direction with respect to the electrode.
[0014]
According to the present invention, when one cleaning member adjacent to each other among the plurality of cleaning members abuts on the electrode and elastically deforms, the other cleaning member does not hinder the elastic deformation of the one cleaning member. It is provided to have such an interval L1. As a result, the one cleaning member can maintain a pressing force in a preferable range while rubbing the electrode, so that it can be sufficiently cleaned without deforming and damaging the protruding portion of the electrode.
[0015]
According to the present invention, the cleaning member has a specific resistance of 10 ¹³ It is characterized by comprising an insulator having Ωcm or more.
[0016]
In the invention, it is preferable that the insulator is polyimide.
According to the present invention, the cleaning member has a specific resistance of 10 ¹³ It consists of an insulator having Ωcm or more, and preferably the insulator is polyimide. Since the cleaning member is formed of an insulator having a large specific resistance such as polyimide, voltage leakage does not occur through the cleaning member, so that the corona discharge device or the image forming apparatus provided with the corona discharge device can be damaged. Can be prevented.
[0019]
In the invention, it is preferable that the cleaning member is disposed at a position where the electrode is not provided when the cleaning member is not used for cleaning the electrode.
[0020]
According to the present invention, the cleaning member that is not used for electrode cleaning is disposed at a position where no electrode is provided. This eliminates the complexity of attaching the cleaning member to the apparatus during electrode cleaning and detaching the cleaning member from the apparatus when the electrode is not cleaned.
[0021]
Further, the invention is characterized in that the cleaning member is moved relative to the electrode by an operation from the outside of the apparatus main body.
[0022]
According to the present invention, the cleaning member is configured to be movable relative to the electrode by an operation from the outside of the apparatus main body. This eliminates the complication of taking out the corona discharge device from the image forming apparatus every time the electrode is cleaned and exposing the electrode for cleaning, making the electrode cleaning operation extremely easy. In addition, since the electrodes can be cleaned without removing the corona discharge device from the image forming apparatus, it is possible to prevent the corona discharge device from being damaged by being hit against other parts.
[0023]
Further, the present invention provides a grid provided between the electrode and the electrophotographic photosensitive member,
It further includes a grid cleaning member provided so as to be movable relative to the grid and cleaning the grid by rubbing the grid during the movement.
[0024]
According to the present invention, a grid for improving charging uniformity is provided between the electrode and the electrophotographic photosensitive member, and this grid may also be contaminated with scattered toner and the like, so that it moves relative to the grid. A grid cleaning member that is capable of cleaning by rubbing the grid during movement may be provided. This realizes a corona discharge device that is excellent in discharge stability and charging uniformity.
[0025]
The present invention is also characterized in that the cleaning member and the grid cleaning member are integrated into a single component.
[0026]
According to the present invention, since the cleaning member and the grid cleaning member are integrated into a single part, both the electrode and the grid can be cleaned with one operation. Moreover, since the number of parts is reduced, the assembly work efficiency can be improved.
[0027]
According to another aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus comprising the corona discharge device according to any one of the above as a charger.
[0028]
According to the invention, an image forming apparatus includes the corona discharge device according to any one of the above in a charger. As described above, since the corona discharge device having excellent discharge stability is provided as a charger, there is provided an image forming apparatus capable of stably forming an image with good image quality without streak stains and image unevenness due to discharge unevenness. Is done.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a perspective view showing a simplified configuration of a corona discharge device 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the corona discharge device 1 shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the corona discharge device 1 shown in FIG. 4, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the image forming apparatus 2 including the corona discharge device 1 shown in FIG.
[0030]
An image forming apparatus 2 shown in FIG. 4 is another embodiment of the present invention, and here, a copying machine 2 which is one of the image forming apparatuses is illustrated. First, the configuration and operation of the copying machine 2 provided with the corona discharge device 1 will be described with reference to FIG. The copying machine 2 includes a document feeding unit 3, an image reading unit 4, a paper feeding unit 5, an image forming unit 6, and a fixing unit 7.
[0031]
The document feeder 3 places a double-sided automatic document feeder 8 (abbreviated as RADF: Reversing Automatic Document Feeder) for feeding a document to be copied and a document fed from the RADF 8 at a predetermined position. A document table 9 and a document receiving tray 10 are included. The RADF 8 has a predetermined positional relationship with the document table 9 and is supported in an openable / closable state. The RADF 8 feeds the original so that one side of the original is placed at a predetermined position of the original table 9 and opposed to the image reading unit 4, and the image reading on one side is completed. Then, the document is reversely transferred so that the other surface is placed at a predetermined position on the document table 9 and opposed to the image reading unit 4, and when the image reading on the other surface is completed, the document is removed. The document is discharged to the document receiving tray 10. Such document feeding and front / back reversing operations are controlled in relation to the overall operation of the copying machine 2. When only one side of the original is copied, the reverse transfer of the original is not executed.
[0032]
The image reading unit 4 is disposed below the document table 9, performs an operation of reading an image of the document fed to the document table 9 by the RADF 8, and reciprocally moves in parallel along the lower surface of the document table 9.

Second scanning units

11 and 12, an optical lens 13, and a CCD (Charge Coupled Device) line sensor 14 that is a photoelectric conversion element are included.
[0033]
The first scanning unit 11 includes an exposure lamp 15 that exposes the surface of a document image to be read and a first mirror 16 that deflects a reflected light image from the document in a predetermined direction, and is constant with respect to the lower surface of the document table 9. While reciprocating at a predetermined scanning speed. The second scanning unit 12 includes second and

third mirrors

17 and 18 that further deflect the reflected light image deflected by the first mirror 16 of the first scanning unit 11 in a predetermined direction. And reciprocally move in parallel along the lower surface of the document table 9 while maintaining a constant speed relationship.
[0034]
The optical lens 13 reduces the reflected light image deflected by the third mirror 18 of the second scanning unit 12 and forms an image at a predetermined position of the CCD line sensor 14. The CCD line sensor 14 is a three-line color CCD that can read a black-and-white image or a color image and output line data that is color-separated into red (R), green (G), and blue (B) color components. The reflected light image formed by the optical lens 13 is photoelectrically converted in sequence to output an electrical signal. Document image information output as an electrical signal from the CCD line sensor 14 is input to the image forming unit 6.
[0035]
The paper feeding unit 5 is disposed at the lowermost part of the copier 2 and has a paper tray 19 on which recording paper P as a recording medium is stacked and separated, and a separation roller that separates and feeds the recording paper P in the paper tray 19 one by one. 20 and a paper feed roller 21, and supplies the recording paper P as a recording medium to the image forming unit 6. The recording paper P separated and supplied one by one from the paper supply unit 5 is transported to the front of the image forming unit 6 by transport rollers 22 provided in various transport paths of the recording paper P, and is provided in front of the image forming unit 6. The sheet feeding timing is controlled by the pair of registration rollers 23 and is supplied to the image forming unit 6.
[0036]
The image forming unit 6 is disposed between the image reading unit 4 and the paper feeding unit 5, and includes a laser beam scanner unit 24, an image forming station 25, and a transfer conveyance belt mechanism 26. The transfer / conveying belt mechanism 26 is disposed below the image forming unit 6, and has a driving roller 27, a driven roller 28, an endless belt 29 stretched between the driving roller 27 and the driven roller 28, and a surface of the endless belt 29. An adsorption charger 30 for charging and adsorbing the recording paper P and a static eliminator 31 for separating the recording paper P adsorbed on the endless belt 29 are provided.
[0037]
The endless belt 29 is driven in the direction of the arrow 32 by rotation around the axis of the drive roller 27. The recording paper P supplied with timing control by the registration roller 23 is electrostatically attracted to the surface-charged endless belt 29 by the suction charger 30 and conveyed in the direction of the arrow 32 described above. An image is transferred to the recording paper P in the process of being conveyed in the direction of the arrow 32 by the endless belt 29, and the recording paper P on which the image has been transferred is peeled off from the endless belt 29 by the static eliminator 31 and is transferred to the fixing unit 7. It is conveyed. Paper feed timing control by the registration roller 23 is detected by a sensor (not shown) provided in the transport path of the recording paper P in the transport direction, and is executed according to the detection output of the sensor.
[0038]
Since the copying machine 2 is a color copying machine, four sets of the laser beam scanner unit 24 and the image forming station 25 are provided corresponding to each color of black, cyan, magenta, and yellow. Each of the laser beam scanner units 24 and the image forming station 25 has a pixel signal corresponding to a black component image in which the color of toner used for development is different from black, cyan, magenta, and yellow, and image original information. The black laser beam scanner has the same configuration except that the pixel signal corresponding to the cyan component image, the pixel signal corresponding to the magenta component image, and the pixel signal corresponding to the yellow component image are respectively input. The unit 24 and the image forming station 25 will be described as representative examples, and the description of the other will be omitted. When the laser beam scanner unit 24 and the image forming station 25 corresponding to each color are individually shown, alphabetic suffixes: b (black), c (cyan), m (magenta), y (yellow) This is indicated with
[0039]
FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of the black image forming laser beam scanner unit 24b and the image forming station 25b. The laser beam scanner unit 24b deflects a laser beam from the semiconductor laser element (not shown) that emits dot light modulated according to image document information input from the image reading unit 4 and a laser beam from the semiconductor laser element in the main scanning direction. A polygon mirror 33b, an

fθ lens

34b, 35b for imaging a laser beam deflected by the polygon mirror 33b on the surface of an electrophotographic photoreceptor 40b (hereinafter simply referred to as a photoreceptor), and reflection mirrors 36b, 37b, 38b; Is provided. The laser beam reflected by the reflecting mirror 38b exposes the surface of the photoreceptor 40b of the image forming station 25b, and forms an electrostatic latent image.
[0040]
The image forming station 25b is exposed with a photosensitive member 40b that is rotatably supported in the direction of the arrow F around the axis 39b, and the following equipment arranged along the circumferential surface of the photosensitive member 40b, that is, the laser beam described above. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member 40b by developing the charger 41b for uniformly charging the surface of the photosensitive member 40b and the exposure of the laser beam output from the laser beam scanner unit 24b is developed. A developing device 42b for visualizing the image, a transfer discharge device 43b for transferring the developed image, which is provided opposite to the photoreceptor 40b via the endless belt 29, onto the recording paper P on the endless belt 29, and an electrostatic latent image. And a cleaning unit 44b that removes and collects toner remaining on the surface of the photoreceptor 40b after the developing process. The charger 41b, the developing unit 42b, the transfer discharger 43b, and the cleaning unit 44b are provided in this order from the upstream side to the downstream side in the rotation direction indicated by the arrow F.
[0041]
The corona discharge device 1 of the present invention is used for the charger 41b. The charger 41b uniformly charges the surface of the photoreceptor 40b by discharging. The surface of the uniformly charged photoreceptor 40b is exposed by the laser beam from the laser beam scanner unit 24b corresponding to the image document information, and the charged amount of the exposed portion and the charged amount of the unexposed portion are changed. Differences occur and an electrostatic latent image is formed.
[0042]
The developing device 42b can freely rotate a developing roller 45b provided to face the photoreceptor 40b, a developer conveying roller 46b that supplies a developer containing toner to the developing roller 45b, a developing roller 45b, and a developer conveying roller 46b. And a casing 47b for accommodating the developer in the internal space. The developer is supplied from the developing roller 45b of the developing device 42b to the surface of the photoreceptor 40b on which the electrostatic latent image is formed, whereby the electrostatic latent image is developed and visualized. The visualized image is transferred to the recording paper P on the endless belt 29 by the transfer discharger 43b as described above.
[0043]
Returning to FIG. 4 again, the recording paper P on which the black image is transferred is conveyed in the direction of the arrow 32 while being adsorbed by the endless belt 29, and provided in the following order from the upstream side to the downstream side in the conveyance direction. The cyan, magenta, and yellow laser

beam scanner units

24c, 24m, and 24y and the

image forming stations

25c, 25m, and 25y are converted into the above-described black image. In the same manner as in, the images are sequentially transferred. In this way, a full color image is formed on the recording paper P. The recording paper P on which the full-color image is formed is peeled off from the endless belt 29 by the static eliminator 31 and fed to the fixing unit 7.
[0044]
The fixing unit 7 includes a heating roller 48 that includes a heating unit (not shown), and a pressure roller 49 that is provided to face the heating roller 48 and that is pressed by the heating roller 48 to form a so-called nip portion 50. The recording paper P supplied to the fixing unit 7 is heated and pressurized when passing through the nip part 50, and the developer on the recording paper P is fixed to form a robust image.
[0045]
When the recording paper P fixed by the fixing unit 7 forms an image only on one surface, or when the image is formed on the other surface after being reversed after forming the image on one surface, the switching gate 51 operates. The paper is fed upward, and is further discharged to a paper discharge tray 53 by a discharge roller 52. When an image is formed on one surface of the recording paper P and then further on the other surface, the recording paper P is fed downward by the operation of the switching gate 51, and the switchback transport path 54. Then, the image is reversed and then conveyed again to the image forming unit 6. An image is formed on the recording paper P fed to the image forming unit 6 in the same manner as described above.
[0046]
Returning to FIGS. 1 to 3, the corona discharge device 1 provided as the charger 41 of the copying machine 2 will be described. The corona discharge device 1 has a plate-like electrode 61 (hereinafter referred to as a needle-like electrode) having a plurality of sharp projections 68, a holding member 62 that holds the needle-like electrode 61, and the needle-like electrode 61. Two

cleaning members

63a and 63b which are provided so as to be relatively movable and clean the surface of the needle electrode 61 by rubbing the needle electrode 61 during the movement, and a support member 64 which supports the

cleaning members

63a and 63b. And a moving member 65 for moving the

cleaning members

63a, 63b and the support member 64, and a shield case 66 for accommodating the needle electrode 61, the holding member 62, the

cleaning members

63a, 63b and the support member 64. . The corona discharge device 1 is disposed along the longitudinal direction of the photoconductor 40 in the copying machine 2 while facing the photoconductor 40.
[0047]
The needle electrode 61 is a thin plate member made of stainless steel, for example, and has a flat plate portion 67 extending long in one direction and a sharpened shape formed so as to protrude in the short direction from one end surface of the flat plate portion 67 in the longitudinal direction. It is comprised by the projection part 68. FIG. Exemplifying the dimensions of the needle electrode 61, the length L2 in the short direction of the flat plate portion 67 is preferably about 10 mm, the length L3 in the protruding direction of the protruding portion 68 is preferably about 2 mm, and the tip of the protruding portion 68 Is preferably about 40 μm, and the pitch TP on which the protrusions 68 are formed is preferably about 2 mm.
[0048]
The holding member 62 that holds the needle-like electrode 61 is a member that extends in one direction as in the needle-like electrode 61 and has a reverse T-shaped cross section orthogonal to the longitudinal direction, and is made of, for example, resin. The needle electrode 61 is screwed by a screw member 69 to one side surface of the protruding portion of the holding member 62 in the vicinity of both ends in the longitudinal direction. A voltage of about 5 kV is applied to the needle-like electrode 61 for corona discharge during operation to charge the photoreceptor 40 described above.
[0049]
The

cleaning members

63a and 63b are thin plate members made of resin or metal and having a substantially T-shape in a plan view. Further, the

cleaning members

63a and 63b are characterized in that one corner at the tip of the T-shaped protrusion (leg) portion is cut obliquely. The

cleaning members

63a and 63b are elastic bodies having a Rockwell hardness defined in ASTM standard D785 of 115 or more on the M scale. The

cleaning members

63a and 63b have a specific resistance of 10 ¹³ It preferably has an insulating property of Ωcm or more, and for example, polyimide is suitable.
[0050]
If the Rockwell hardness is less than 115, the hardness is too soft, so that when the contact is made against the needle electrode 61 and rubbed, the cleaning member is undesirably deformed and the cleaning effect cannot be obtained. Even though the hardness of the

cleaning members

63a and 63b is high, there is no particular problem in function, so there is no need to set an upper limit. However, the upper limit value of Rockwell hardness M scale defined in ASTM standard D785 is 130. Therefore, if an upper limit is provided, it will be 130.
[0051]
Specific resistance is 10 ¹³ Although the desired effect of the present invention can be obtained even if the resistance is less than Ωcm, the specific resistance of the

cleaning members

63a and 63b is 10 ¹³ By using an insulator of Ωcm or more, it is possible to prevent voltage from leaking from the needle electrode 61 through the

cleaning members

63a and 63b, so that the corona discharge device 1 or the copier 2 provided with the corona discharge device 1 is damaged. No fear.
[0052]
The support member 64 that supports the

cleaning members

63a and 63b is a member having an inverted L shape. The arm portions of the

cleaning members

63 a and 63 b having a T shape are attached to the beam-shaped portion of the support member 64. The two

cleaning members

63 a and 63 b are provided so as to have a predetermined interval L <b> 1 with respect to the direction of movement relative to the needle electrode 61. The interval L1 is selected such that when one cleaning member 63a contacts the needle electrode 61 and is deformed, the other cleaning member 63b does not hit the deformed cleaning member 63a. It can be adjusted by the thickness of the beam-like portion of the support member 64 to be mounted.
[0053]
The preferable value of the distance L1 is preferably determined by testing in advance the deformation state of the material used as the cleaning member because the deformation state is different if the material used for the cleaning member is different. For example, when the

cleaning members

63a and 63b are made of polyimide having a thickness of 0.1 mm, the interval L1 is selected to be 2 mm. By providing the above-described distance L1 between the two

cleaning members

63a and 63b, the deformation of one cleaning member 63a is inhibited by the other cleaning member 63b while rubbing the needle electrode 61. Since the pressing force within a preferable range can be maintained, the tip of the needle electrode 61 can be sufficiently cleaned without being deformed and damaged.
[0054]
Further, the

cleaning members

63a and 63b are supported so that the

sides

70a and 70b formed by obliquely cutting one corner at the tip of the T-shaped protruding portion are the sides that scrape the needle electrode 61. The member 64 is attached. Thus, the

aforementioned sides

70 a and 70 b that scrape the needle-like electrode 61 of the

cleaning members

63 a and 63 b are provided so as to have an inclination angle θ with respect to the plane including the needle-like electrode 61.
[0055]
As described above, when the

cleaning members

63a and 63b are provided so that the

sides

70a and 70b have a plane including the needle-like electrode 61 and the inclination angle θ, for example, the cleaning member 63a starts to contact the needle-like electrode 61. First, the protrusion 68 is brought into contact with a position near the base portion, and then, as the cleaning member 63 a moves relative to the needle electrode 61, the elastic deformation of the cleaning member 63 a advances and the tip of the protrusion 68. It comes to contact the part. In the present embodiment, the cleaning

member

63a or 63b is set so as to start abutting at a position of 0.5 to 1.5 mm from the tip of the protrusion 68 toward the base. Therefore, when the

cleaning members

63a and 63b are moved relative to the needle-like electrode 61, the

cleaning members

63a and 63b are not limited to the tip portion of the protrusion 68, but to a certain distance from the tip portion toward the base portion. Since it can be cleaned by rubbing over a wide range, the time interval until the next opportunity to clean the electrode is longer, that is, the frequency of cleaning is lower than when rubbing and cleaning only the tip of the protrusion 68. can do.
[0056]
The inclination angle θ formed by the

sides

70a and 70b of the

cleaning members

63a and 63b and the surface including the needle-like electrode 61 is preferably 40 to 60 degrees, and the cleaning is performed by setting the inclination angle θ in this range. The time interval for carrying out the work could be extended approximately twice. In addition, by configuring the cleaning member with two sheets, it is possible to easily realize a setting in which at least one of the two sheets reliably contacts the needle electrode 61. Therefore, the dimensional accuracy of the

cleaning members

63a and 63b and the support member 64 can be allowed to some extent, and the processing cost of the members can be reduced.
[0057]
The shield case 66 is made of, for example, stainless steel, and is a container-like member having an external shape of a rectangular parallelepiped and having an internal space and having an opening on one surface facing the above-described photoreceptor 40. The shield case 66 extends long in the same direction as the needle electrode 61 and has a substantially U-shaped cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction. The holding member 62 described above is attached to the bottom surface 71 of the shield case 66. The end of the columnar portion of the support member 64 is slidably inserted into a groove 73 formed by the inner surface 72 of the shield case 66 and the holding member 62.
[0058]
A through hole 74 is formed in the columnar portion of the support member 64 in parallel with the direction in which the needle electrode 61 extends, and a moving member 65 is provided through the through hole 74. Since the moving member 65 is fixed to the support member 64 at a portion inserted through the through hole 74, the support member 64 is pulled into the groove 73 by pulling the moving member 65 in the extending direction of the needle electrode 61. Can be moved in the direction in which the needle electrode 61 extends by being guided by the groove 73. That is, since the

cleaning members

63a and 63b supported by the support member 64 move in the extending direction of the needle electrode 61, the

cleaning members

63a and 63b are brought into contact with the needle electrode 61 and rubbed as described above. Can do.
[0059]
The moving member 65 is a thread-like or wire-like member, extends outward from the shield case 66 through a hole or gap formed in the shield case 66, and is a pulley provided on the outer surface of the shield case 66 or the machine body of the copying machine 2. The end is suspended via 75a and 75b. The ends of the

pulleys

75a and 75b and the moving member 65 are omitted in FIGS. The end of the moving member 65 is extended to the outside of the copying machine 2 so that the needle electrode 61 can be cleaned without removing the corona discharge device 1 from the copying machine 2 and without opening the copying machine 2. It is preferable to be able to do so.
[0060]
When the cleaning

member

63a, 63b is brought into contact with the needle electrode 61 by pulling the moving member 65 for cleaning, the pressing force of the cleaning

member

63a, 63b against the needle electrode 61 is 10 gf or more and 30 gf or less. To be adjusted. This adjustment of the pressing force can be performed as follows, for example.
[0061]
With weights of various weights prepared, with a weight of each weight suspended from one end of the moving member 65, a spring balance or the like is connected to the cleaning

member

63a or 63b, and the cleaning

member

63a or 63b is connected. Measure the applied force. A weight having this force in the range of 10 gf to 30 gf is selected in advance, and when the needle electrode 61 is cleaned, the weight selected in advance is suspended from the end of the moving member 65 to obtain a desired weight. It can be cleaned with a pressing force. Further, an electric motor whose rotational torque has been adjusted in advance may be connected to the end of the moving member 65 to obtain a desired pressing force.
[0062]
The reason why the pressing force is limited to 10 gf or more and 30 gf or less is as follows. If the pressing force is less than 10 gf, the deposits on the needle electrode 61 cannot be sufficiently removed. If the pressing force exceeds 30 gf, the tip of the protrusion 68 of the needle electrode 61 is deformed and damaged.
[0063]
FIG. 6 is a perspective view showing a simplified configuration of the corona discharge device 81 according to the second embodiment of the present invention. The corona discharge device 81 of the present embodiment is similar to the corona discharge device 1 of the first embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted in the corona discharge device 81 that the needle electrode 61 is formed so as to be shorter than the length of the holding member 62 in the longitudinal direction. That is, a portion 82 (hereinafter referred to as a retracting portion 82) where the needle-like electrode 61 is not provided is formed.
[0064]
In the retracting portion 82, cleaning

members

63a and 63b are disposed and accommodated when the needle-like electrode 61 is not used for cleaning, that is, when the corona discharge device 81 is in operation to charge the photoreceptor 40. As described above, the

cleaning members

63a and 63b that are not used for cleaning the needle-like electrode 61 are disposed and accommodated in the above-described retracting portion 82 (hereinafter, the disposed and accommodated state is referred to as a retracted state). The complexity of attaching and detaching the

cleaning members

63a and 63b to and from the apparatus is eliminated when cleaning is performed and when cleaning is not performed.
[0065]
Further, when the

cleaning members

63a and 63b are formed of a conductive material, the photosensitive member is caused by discharge from the needle-like electrode 61 to the

cleaning members

63a and 63b during corona discharge, and further by secondary discharge from the

cleaning members

63a and 63b. In order to prevent damage to the printer 40 or the copying machine 2 and generation of electromagnetic waves, it is preferable that the separation distance between the cleaning

members

63a and 63b and the needle electrode 61 in the retracted state is 5 mm or more.
[0066]
In the case where the

cleaning members

63a and 63b are formed of an insulating material, it is not necessary to form the retracting portion 82 as described above. However, in the retracted state, the

cleaning members

63a and 63b always abut against the protrusion 68 and the machine In order to avoid such deformation, it is preferable to provide a retracting portion that does not include at least the protrusion 68 and includes only the flat plate portion 67.
[0067]
FIG. 7 is a perspective view showing a simplified configuration of a corona discharge device 85 according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a front view of the corona discharge device 85 shown in FIG. The corona discharge device 85 of the present embodiment is similar to the corona discharge device 81 of the second embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0068]
In the corona discharge device 85, a grid 86 for improving the charging uniformity of the photoconductor 40 is provided between the needle-like electrode 61 and the photoconductor 40, and is further movable relative to the grid 86.

Grid cleaning members

87a and 87b are provided that clean the grid 86 by rubbing the grid 86 during movement.
[0069]
The

grid cleaning members

87a and 87b are realized by extending the

cleaning members

63a and 63b supported by the above-described support member 64 in the direction of the grid 86, and processing the tip portion facing the grid 86 into a sawtooth shape. The length of the

grid cleaning members

87a and 87b extending in the direction from the support member 64 toward the grid 86 is set so that the tip portion processed into a sawtooth shape bites into the grid 86 by about 0.1 mm. The

grid cleaning members

87a and 87b are not limited to being formed of the same material as the

cleaning members

63a and 63b. Unlike the material of the

cleaning members

63a and 63b, for example, a support member 64 may support a member formed of a moquette or a bristle brush.
[0070]
Since the

grid cleaning members

87a and 87b are supported by the support member 64 together with the

cleaning members

63a and 63b, the cleaning is performed when the movement member 65 is operated to move the support member 64 relative to the needle electrode 61. The

members

63a and 63b scrape and clean the needle electrodes 61, and at the same time, the

grid cleaning members

87a and 87b scrape and clean the grid 86. In this manner, the scattered toner or the like adhering to the grid 86 is removed by the

grid cleaning members

87a and 87b, so that the discharge stability and charging uniformity are further improved.
[0071]
(Example)
Examples of the present invention will be described below.
[0072]
A copying machine 2 including the corona discharge device 1 according to the first embodiment of the present invention was prepared, and a cleaning test was performed. However, four types of corona discharge devices 1 to which

cleaning members

63a and 63b made of different materials are attached were prepared. There are four types of materials for the cleaning member used in the corona discharge device 1: polysulfone having a thickness of 0.1 mm, polyimide A, polyimide B, and stainless steel (abbreviated as SUS). Here, the above-mentioned four kinds of materials have different surface Rockwell hardness and specific resistance. The Rockwell hardness and specific resistance of each material are shown together in Table 1.
[0073]
The cleaning test was conducted as follows. A voltage was applied to the needle-like electrode 61 of the corona discharge device 1, and silicon or the like was attached to the needle-like electrode 61 by aging for 120 hours continuously while controlling the constant current so that the current value was minus (−) 600 μA. Here, aging for 120 hours is copying an image on 200,000 sheets of A4 size recording paper, which is a paper size defined in Japanese Industrial Standard (JIS) P0138.
[0074]
After aging for 120 hours, in the corona discharge device 1 to which the cleaning members made of four kinds of materials were respectively attached, the cleaning member was reciprocated once in the extending direction of the needle electrode and cleaned. When this cleaning member was reciprocated once, the pressing force on the needle electrode was changed in four stages of 8, 10, 30 and 35 gf. After cleaning, a voltage was applied to the needle electrode, the current value was −600 μA, and the sample image was copied onto one sheet of recording paper. The copied sample image was visually observed to evaluate the noise rank of the image. Further, the adhesion of the scraped material to the needle tip, the bending of the needle tip, and the cleaning property of the adhered material were evaluated by visual observation of the needle electrode before and after cleaning. The evaluation index will be described below.
(A) Noise rank: an index for evaluating the degree of noise appearing in an image. Sample images were visually observed, and those with no image unevenness were evaluated as good (◯), and those with image unevenness were evaluated as defective (×).
(B) Adhering of the scraped material to the needle tip: When the cleaning member is abutted against the needle electrode and rubbed, the cleaning member is scraped to the tip of the needle electrode projection (referred to as the needle tip). Whether or not it was adhered was determined by visually observing the needle-like electrode before and after cleaning with an magnifying projector. The case where the scraped material did not adhere to the needle tip was evaluated as good (◯), and the case where the scrap was attached to the needle tip was evaluated as poor (×).
(C) Needle point bend: Cleaning is performed with an magnifying projector to determine whether or not deformation has occurred in the needle tip, which is the tip of the needle electrode protrusion, by rubbing the cleaning member against the needle electrode. Judgment was made by visual observation of the front and rear needle electrodes. The case where the needle tip was not bent was evaluated as good (◯), and the case where the needle tip was bent was evaluated as defective (×).
(D) Adhering matter cleaning property: After cleaning the needle-like electrode with a cleaning member, it is determined by visually observing the needle-like electrode before and after cleaning with an magnifying projector whether or not the needle-like electrode has been removed. did. The case where the deposits were removed was evaluated as good (O), and the case where the deposits were not sufficiently removed was evaluated as poor (X).
[0075]
The evaluation results by the cleaning test are shown in Table 1. As shown in Table 1, all the evaluation indices satisfy the evaluation good (◯) because the cleaning member made of polyimide B and SUS having a Rockwell hardness of 115 or more has a pressing force of 10 gf or more and 30 gf or less. This is the case where the contact is made with the needle-shaped electrode in the range of.
[0076]
When the surface hardness of the cleaning member is less than 115 in terms of Rockwell hardness, the noise rank is poor even if the pressing force against the needle-like electrode is changed, and the scraped material adheres to the needle tip. Even if the surface hardness of the cleaning member is 115 or more in Rockwell hardness, if the pressing force is less than 10 gf, the noise rank and the adhering matter cleaning performance are poor, and if the pressing force exceeds 30 gf, the noise rank The needle tip is bent poorly.
[0077]
Specific resistance is 10 ¹³ Polyimide B, which is an insulating material of Ωcm, and a specific resistance of 7 × 10 ^-5 Regardless of any of SUS, which is a conductive material of Ωcm, by setting the pressing force against the needle-like electrode to an appropriate range of 10 to 30 gf, all of the evaluation indexes satisfy evaluation good (◯). However, polyimide B, which is an insulating material, does not cause a chemical change even when irradiated with corona, does not release low molecular components, and there is no fear of secondary discharge from the cleaning member. Is more preferable.
[0078]
[Table 1]

[0079]
As described above, in the present embodiment, the image forming apparatus is the copying machine 2, but is not limited to this, and is a laser printer that forms an image according to image information given from a computer or the like. May be. The laser beam scanner unit 24 scans the laser beam to expose the photoconductor 40 and optically writes image information on the photoconductor 40. However, the present invention is not limited to this, and instead of the laser beam scanner unit 24, An LED head composed of a light emitting diode (LED) array and an imaging lens may be used as the writing optical system. The LED head is smaller in size than the laser beam scanner unit, and has no moving parts and is silent. Therefore, the LED head is suitably used for an image forming apparatus such as a tandem digital color copying machine that requires a plurality of optical writing units. be able to.
[0080]
【The invention's effect】
According to the present invention, the cleaning member that is provided so as to be relatively movable with respect to the electrode having the sharp protrusion, and that cleans the surface of the electrode by rubbing the electrode during movement has a hardness in a suitable range. Since it is formed of an elastic body and pressed with a force within a suitable range when rubbing the electrode, it can sufficiently abut against the protruding portion of the electrode while being appropriately elastically deformed. Dirt can be sufficiently removed without deforming and damaging the tip. Further, since the cleaning member has a hardness within a preferable range, when the electrode is scraped, the cleaning member is not worn and does not adhere to the tip of the protruding portion of the electrode. By cleaning the electrode using such a cleaning member, the sharp projections of the electrode can be kept clean, so that it is possible to prevent the occurrence of discharge unevenness and the occurrence of image defects due to discharge unevenness. Can be prevented.
[0081]
In addition, the cleaning member is formed of an elastic body having a hardness within a suitable range, and the pressing force of the cleaning member against the electrode is selected within the preferred range, whereby the cleaning member is moved relative to the electrode to be rubbed. A corona discharge device having a simple configuration and excellent discharge stability can be realized.
Also, the side where the electrode of the cleaning member is scratched is against the plane containing the electrode. When the cleaning member is viewed from the moving direction Has an inclination angle. As a result, when the cleaning member starts to contact the electrode, it first contacts the position near the base of the protrusion, and then the elastic deformation of the cleaning member as the cleaning member moves relative to the electrode. Advances and comes into contact with the tip of the protrusion. When the cleaning member is moved relative to the electrode, the cleaning member does not stop at the tip of the protrusion, but can be cleaned by rubbing a wide range from the tip to the base part to a certain distance. The time interval until the next opportunity to clean the electrode can be increased, that is, the frequency of cleaning can be reduced, compared to the case where only the tip of the protrusion is rubbed and cleaned.
Moreover, the time interval which implements a cleaning operation | work can be extended about twice by setting so that the said inclination | tilt angle with respect to the plane containing an electrode may be 40-60 degrees.
[0082]
According to the invention, the cleaning member is constituted by a plurality of members. As a result, the protruding portion of the electrode is scraped and cleaned by the plurality of cleaning members, so that the dirt is reliably removed and the discharge stability is further improved.
[0083]
According to the present invention, when one of the plurality of cleaning members adjacent to each other contacts the electrode and elastically deforms, the other cleaning member prevents the elastic deformation of the one cleaning member. It is provided to have an interval L1 that does not exist. As a result, the one cleaning member can maintain a pressing force in a preferable range while rubbing the electrode, so that it can be sufficiently cleaned without deforming and damaging the protruding portion of the electrode.
[0084]
According to the invention, the cleaning member has a specific resistance of 10 ¹³ It consists of an insulator having Ωcm or more, and preferably the insulator is polyimide. Since the cleaning member is formed of an insulator having a large specific resistance such as polyimide, voltage leakage does not occur through the cleaning member, so that the corona discharge device or the image forming apparatus provided with the corona discharge device can be damaged. Can be prevented.
[0086]
Moreover, according to this invention, the cleaning member in the state which is not used for electrode cleaning is arrange | positioned in the position in which the electrode is not provided. This eliminates the complexity of attaching the cleaning member to the apparatus during electrode cleaning and detaching the cleaning member from the apparatus when the electrode is not cleaned.
[0087]
According to the invention, the cleaning member is configured to be movable relative to the electrode by an operation from the outside of the apparatus main body. This eliminates the complication of taking out the corona discharge device from the image forming apparatus every time the electrode is cleaned and exposing the electrode for cleaning, making the electrode cleaning operation extremely easy. In addition, since the electrodes can be cleaned without removing the corona discharge device from the image forming apparatus, it is possible to prevent the corona discharge device from being damaged by being hit against other parts.
[0088]
Further, according to the present invention, a grid for improving the charging uniformity is provided between the electrode and the electrophotographic photosensitive member, and this grid is also contaminated with scattered toner and the like. A grid cleaning member that is movable and that is cleaned by rubbing the grid during movement may be provided. This realizes a corona discharge device that is excellent in discharge stability and charging uniformity.
[0089]
According to the present invention, since the cleaning member and the grid cleaning member are integrated into a single part, both the electrode and the grid can be cleaned with one operation. Moreover, since the number of parts is reduced, the assembly work efficiency can be improved.
[0090]
According to the invention, an image forming apparatus includes the corona discharge device according to any one of the above in a charger. As described above, since the corona discharge device having excellent discharge stability is provided as a charger, there is provided an image forming apparatus capable of stably forming an image with good image quality without streak stains and image unevenness due to discharge unevenness. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified configuration of a corona discharge device 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the corona discharge device 1 shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the corona discharge device 1 shown in FIG.
4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus 2 including the corona discharge device 1 shown in FIG.
FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of a black image forming laser beam scanner unit 24b and an image forming station 25b.
FIG. 6 is a perspective view showing a simplified configuration of a corona discharge device 81 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a simplified configuration of a corona discharge device 85 according to a third embodiment of the present invention.
8 is a front view of the corona discharge device 85 shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1,81,85 Corona discharge device
2 Copier
3 Document feeder
4 Image reader
5 Paper feeder
6 Image forming unit
7 Fixing part
61 needle electrode
62 Holding member
63 Cleaning member
64 Support member
65 Moving member
66 Shield Case
82 Retreating part
86 grid
87 Grid cleaning member

Claims

In a corona discharge device used for charging an electrophotographic photosensitive member,
A plate-like electrode having a plurality of sharp projections;
A thin plate-like cleaning member that is provided so as to be movable relative to the electrode, and that cleans the sharp projection of the electrode,
Cleaning member
An elastic body having elasticity,
Rockwell hardness as defined in American Society for Testing and Materials (ASTM) standard D785 has a M scale of 115 or higher,
When cleaning the sharp projection, it is pressed against the sharp projection with a force of 10 gf to 30 gf,
The side formed so as to have an inclination angle when viewed from the direction in which the cleaning member moves with respect to the plane including the electrodes is configured to elastically deform while moving and abut against the sharp projections and scrape. A corona discharge device.

The corona discharge device according to claim 1 , wherein the inclination angle with respect to a plane including the electrode is 40 to 60 degrees .

The cleaning member is
The corona discharge device according to claim 1 , wherein the corona discharge device includes a plurality of members .

The plurality of members constituting the cleaning member are:
4. The corona discharge device according to claim 3 , wherein the members are provided so as to have a predetermined interval L1 with respect to a relative movement direction with respect to the electrode .

The cleaning member is
Corona discharge device according to any one of claims 1 to 4, specific resistance, characterized in that an insulating material having a higher 10 ¹³ [Omega] cm.

The insulator is
6. The corona discharge device according to claim 5 , wherein the corona discharge device is polyimide .

The cleaning member is
The corona discharge device according to claim 1, wherein when the electrode is not used for cleaning, the corona discharge device is disposed at a position where the electrode is not provided.

The cleaning member is
The corona discharge device according to claim 1, wherein the corona discharge device is moved relative to the electrode by an operation from outside the device main body.

A grid provided between the electrode and the electrophotographic photosensitive member;
A grid cleaning member that is provided so as to be movable relative to the grid, and that cleans the grid by rubbing the grid during the movement. Corona discharge device.

The cleaning member and the grid cleaning member are
The corona discharge device according to claim 9, wherein the corona discharge device is integrated into a single component.

An image forming apparatus comprising the corona discharge device according to claim 1 as a charger.